Người ta cạo cho sớt ống nghiệm nhằm tạo mầm kêt tinh cho KClO3..[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
THANH HOÁ Năm học: 2012-2013
Môn thi: HOÁ HỌC Lớp 12-THPT
DỰ BỊ Ngày thi: 15/03/2013
Hướng dẫn này gồm 06 trang.
1
1 Gọi n là hóa trị của R Công thức oxit cao nhất của R là R2On, hợp chất với hidro là
RH8 – n
Ta có
2
2R(R + 8 – n) : R(2R + 16n) = 0,5955
2R + 16 – 2n = 1,191R + 9,528n
Ta có bảng sau: (với n là hóa trị của phi kim nên 4 ≤ n ≤ 7)
R 37 51 60 80
Dễ thấy thỏa mãn cặp nghiệm n = 7 và R = 80 (Br) brom, chu kì 4 nhóm VIIA
Phản ứng của M (hóa trị là x) với Br2
2M + xBr2 → 2MBrx
4,05
M
40, 05 80
Dễ dàng suy ra:
4,05 40,05
72 648
Ta có bảng sau: (với x là hóa trị của kim loại, nên 1 ≤ x ≤ 3)
Thỏa mãn cặp nghiệm x = 3 và M = 27 Nhôm (Al), chu kì 3 nhóm IIIA
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
2
a
Tính pH của dung dịch Al(NO3)3 0,01M
Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+Ka = 10-5 Ban đầu (M): 0,01
Cân bằng (M): 0,01 – x x x
5 3
[ ( ) ].[ ]
10
a
K
Do Ka bé nên x << 0,01 có thể bỏ qua x cạnh 0,01
Suy ra x = 10-3,5 Nên pH = 3,5
0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ
b
Tính pH và nồng độ dung dịch Al(NO3)3 để bắt đầu xuất hiện kết tủa:
Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+ Ka = 10-5 Ban đầu (M): C
Cân bằng (M): C – y y y
2
3
[ ( ) ].[ ]
: ( ) 10 [ ]
a
Al
Để bắt đầu xuất hiện kết tủa: [Al3+].[OH-]3 = 10-32
→ (C – y).(10-14 : y)3 = 10-32 → y = 10-5 → pH = 5 → C = 2.10-5M
0,25đ
0,25đ 0,25đ
0,25đ
- Phương trình điện phân:
(-) catot: Na+; Cu2+; H2O
Cu2+ + 2e -> Cu 2HOH + 2e -> H2 (+) anot: Cl-; SO42-: H2O
0,25đ
Trang 23 a
2Cl- -> Cl2 + 2e 2H2O -> O2 + 4H+ + 4e
- nCu catot = 1,28/64 = 0,02 mol; nKhí anot= 0,336/22,4 = 0,015 mol=> dư CuSO4
CuSO4 + 2NaCl Cu + ClDf 2 + Na2SO4
x x x
2CuSO4 + 2H2O 2Cu + ODf 2 + 2H2SO4
y y 0,5y y
=> hệ:
0,02 0,5 0,015
x y
=> x=0,01; y=0,01
=> Số mol H+ = 2nH2SO4 = 0,02mol
=> [H+]=0,01M hay 10-2M => pH = 2
0,25đ
0,25đ
0,25đ
b
Ắc quy chì:
+ Chất liệu điện cực: lưới chì + antimon (9%)+ PbO ngâm trong dd H2SO4 38%
PbO + H2SO4 -> PbSO4 + H2O => trên mỗi điện cực đều có lớp PbSO4
+ Khi nạp điện:
Cực âm: PbSO4 + 2e+ 2H+ -> Pb + H2SO4
Cực dương: PbSO4 - 2e+ SO42- + 2H2O -> PbO2 + 2H2SO4
+ Khi phóng điện:
Cực âm: Pb + SO42- -> PbSO4 + 2e
Cực dương: PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e -> PbSO4 + 2H2O
0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ
A là quặng photphorit : Ca3(PO4)2 ; X là photpho : P
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 2P + 5CO
P + 5HNO3đặc→ H3PO4 + 5NO2 + H2O
NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O
2NaOH + H3PO4 →Na2HPO4 + 2H2O
3NaOH + H3PO4 →Na3PO4 + 3H2O
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2
2NO2 + 2KOH → KNO3 + KNO2 + H2O
0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ
b
Xác định tên kim loại M :
Gọi x và n là số mol và hóa trị cao nhất của M
Ta có : x M = 19,2 (I)
2M + 2nH2SO4 M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
x mol 0,5 nx mol
Số mol NaOH được dùng = 0,7 1 = 0,7 mol
Khí SO2 hấp thụ hoàn toàn trong 0,7 mol NaOH, có thể xảy ra 2 trường hợp :
- Trường hợp 1 : NaOH hết
SO2 + NaOH NaHSO3
a a a mol
SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O
b 2b b mol
Ta có : a +2b = 0,7 (1)
104a + 126b = 41,8 (2) , giải (1) và (2) vô nghiệm
- Trường hợp 2 : NaOH dư
SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O
a 2a a mol NaOH dư : 0,7 – 2a ( mol )
=> ( 0,7 – 2a ) 40 + a 126 = 41,8
=> a = 0,3 ( mol ) Vậy 0,5nx = 0,3 (II)
Từ (I) và (II) ta có : M = 32 n Thích hợp với n = 2, M = 64 => M là Cu
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
* Mẫu Ca trong không khí ẩm:
Ca + 1/2O2 CaO (1); Ca + O2 CaO2 (2) 0,25đ
Trang 35 a
3Ca + N2 Ca3N2 (3); Ca + 2HOH Ca(OH)2 + H2 (4)
Ca + 1/2O2 + CO2 CaCO3 (5)
=> X gồm: Ca; CaO; CaO2; Ca3N2; Ca(OH)2; CaCO3
* Cho X vào nước: Ca + 2HOH Ca(OH)2 + H2 (6)
CaO + 2HOH Ca(OH)2 +H2O (7)
CaO2 + 2HOH Ca(OH)2 + H2O2 (8)
Ca3N2 + 6HOH 3Ca(OH)2 + 2NH3 (9)
=> Y gồm : H2; NH3
Z gồm: Ca(OH)2; H2O2
0,25đ
0,25đ
0,25đ
b
Xác định muối:
MCO 3 : M
28 ,57
100 => M = 24 => MgCO 3
M’CO 3 :
=
M'+60 100 => M’ = 40 => CaCO 3
Màu: MgCl2 trắng sáng; CaCl2 đỏ da cam
0,5đ
0,5đ
1 Điều chế C2H4 từ rượu C2H5OH bằng phản ứng:
0
2 4
170 ,
C H SO dac
Thường có phản ứng phụ H2SO4 đặc oxi hóa rượu thành SO2, SO2 khử KMnO4 → Mn2+
mà không thành MnO2
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
* Để loại SO2 ta chỉ cần dùng KOH, vì KOH tác dụng với SO2 còn C2H4 không phản
ứng
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
* Đối với dung dịch KMnO4 thì cả 2 đều phản ứng (SO2 và C2H4)
3C2H4 + 2KMnO4 + 3H2O → 3C2H4(OH)2 + 2KOH + 2MnO2
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
* Đối với dung dịch K2CO3, mặc dù C2H4 không phản ứng nhưng tạo khí CO2 lẫn với
C2H4
SO2 + K2CO3 → K2SO3 + CO2
* Đối với dung dịch brom thì cả 2 đều phản ứng:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
* Đối với dung dịch BaCl2 cả 2 đều không phản ứng
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
b
- Ancol là R(OH)n và 2 ancol C3H7OH Hỗn hợp X có M = 46
=> ancol phải là CH3OH và số mol của C3H7OH = số mol CH3OH = x mol
- Khi tác dụng với CuO độ giảm khối lượng là 3,2 gam:
x+x = 3,2/16=0,2 => x=0,1 mol
=> hh sau khi nung với CuO: HCHO 0,1 mol; C2H5CHO (a mol); CH3COCH3 (b mol);
nAg = 48,6/108=0,45 mol
HCHO -> 4Ag; C2H5CHO -> 2Ag
0,1 0,4 0,025 0,05
Vậy X gồm: 0,1 mol CH3OH; 0,025 mol CH3CH2CH2OH; 0,075 mol CH3CH(OH)CH3
=> % propan-1-ol = [(0,025x60)/(0,1x32+0,1x60)].100%=16,3%
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
CH 3
CH 2 CH 3
2H 2
Ni,t 0
CH 3
H 3 C CH 3
Mentan
Trang 4a
CH 2 CH 3
H + ,t 0
H 3 C CH 3
Terpineol Limonen
H 2 O
OH
;
CH 3
CH3 CH3
H + ,t 0
H 3 C CH 3 Terpin Terpineol
H 2 O
OH OH
OH
H 3 C
0,25đ
0,25đ
b
Sơ đồ:
C 6 H 6
3O
H
C 6 H 5 CH(CH 3 ) 2
2
O
C 6 H 5 OH + CH 3 COCH 3
0,25đ
c
Tính m:
nAla = 28,48/89 = 0,32 mol
nAla-Ala=32/160=0,2 mol
nAla-Ala-Ala= 27,72/231=0,12 mol
=> n(Ala)4 = (0,32+0,2x2+012x3)/4=0,27 mol
=> m(Ala)4 = 0,27x302=81,54 gam
0,5đ 0,5đ
-Các đồng phân cấu tạo của X làm mất màu dung dịch brom là
CH2 =CH-CH2-CH3
CH2 =C(CH3)-CH3
CH3CH=CH-CH3 -Cấu tạo đúng của X là
+ Br2 → Br-CH2-CH(CH3)-CH2-Br
+ Br2 → Br-CH2-CH2-CH(CH3)- Br
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ
b
Cách 1 : CH2=CH2 ⃗KMnO4LanhOHCH2-CH2OH
Cách 2: CH2=CH2 ⃗Cl2,CCl4ClCH2-CH2Cl ⃗ddNaOH , t0OHCH2-CH2OH
Cách 3 : CH2=CH2 ⃗O2, Ag, t0CH2-CH2 ⃗H2OOHCH2-CH2OH
O
0,25đ
0,25đ 0,25đ
c
Dễ thấy A, B, C, D là các este
A là CH3OCO – CH2 – COOC2H5
B là HCOO-CH2-CH2-CH2-OCOCH3 Hoặc HCOO-CH2-CH2-OCOC2H5
C là C2H5OCO-COOC2H5 Hoặc CH3OCO-CH2CH2 -COOCH3 Hoặc
CH3OCO-CH(CH3)-COOCH3
D là HCOO-C(CH3)2- OCOCH3
0,25đ
0,25đ Phản ứng hóa học xảy ra:
* Tính khối lượng Al2O3, MgO trong hỗn hợp X
- Theo giả thiết:
1
4 lượng Al2O3 ban đầu là: 9,1 – 6,55 = 2,55 (gam) Vậy lượng Al2O3 ban đầu là: 4.2,55 = 10,2 (gam)
Vì thêm
3
4 lượng Al2O3 vào hỗn hợp X, sau phản ứng còn 6,55 gam, chứng tỏ 0,25đ
Trang 5đã có: (4 + 10,2 + 7,65) – 6,55 = 15,3 gam Al2O3 đã tan vào dung dịch kiềm
Vậy lượng MgO ban đầu là 4 (gam).
Số mol Al2O3 đã phản ứng là:
15,3
0,15( )
102 mol
* Đặt x n A O2 ;y n B O2
Ta có sơ đồ chuyển hóa của 2 oxit kim loại kiềm A và B là:
2 3 2
2 3 2
Và từ phản ứng (1) và (2) ta có phương trình về số mol Al2O3 tan trong dung dịch
* Giả sử lấy dung dịch sau phản ứng ở thí nghiệm 2, sục khí CO2 dư vào, loại hết kết
tủa và lấy nước lọc đem cô cạn thì 50% muối cacbonat axit kim loại kiềm A và 30%
muối cacbonat kim loại kiềm B đã chuyển thành muối cacbonat trung tính Ta có sơ đồ
chuyển hóa sau:
A2O → 2AHCO3 →
2 3 3
2 ( )
x molA CO
x mol AHCO
B2O → 2BHCO3 →
2 3 3
0,3 ( )
1, 4 ( )
y mol B CO
y mol BHCO
y 2y mol
Ta có phương trình tổng lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch là 24,99
gam
.(2 60) ( 61) 0,3 (2 60) 1, 4 ( 61) 24,99 2
x
→ 2Ax + 2By = 11,34 – 12,4y (II)
Vậy tổng khối lượng của 2 kim loại A và B là: 11,34 – 12,4y (gam)
Kết hợp với (I) ta được: Khối lượng mol trung bình của hai kim loại A và B là
11,34 12, 4 11,34 0,3
Mặt khác từ (I) ta luôn có: 0 < y < 0,15
Nên:
11,34 0,3
12, 4
M
Chỉ thỏa mãn hai kim loại kiềm ở hai chu kì kế tiếp là: Na và K.
Thay A = 23; B = 39 và (II), kết hợp với (I) được hệ:
2 2
0, 05( )
46 90, 4 11,34
Vậy khối lượng và % khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu là:
2 0,05.62 3,1( )
Na O
, chiếm 11,61%
2 0,1.94 9, 4( )
K O
, chiếm 35,2%
4( )
MgO
2 3 10, 2( )
Al O
Tổng a = 26,7 (gam)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
Tinh chế quặc boxit:
- Hòa quặng bằng NaOH nóng, dư:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O -> 2Na[Al(OH)4]
SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + H2O
=> loại bỏ Fe2O3
0,5 đ
2x
x mol
Trang 6a - Sục khí CO2 dư, lấy kết tủa mang nung:
CO2 + Na[Al(OH)4]-> Al(OH)3 + NaHCO3
2Al(OH)3
0
t
b Người ta cạo cho sớt ống nghiệm nhằm tạo mầm kêt tinh cho KClO3 0,5 đ
c
Zeolit làm mềm nước cứng:
- Làm mềm nước: Cho nước cứng chạy qua zeolit:
Na2Al2Si2O8.xH2O + Ca(HCO3)2 -> CaAl2Si2O8.xH2O + 2NaHCO3
- Tái tạo zeolit: Ngâm zeolit trong nước muối bão hòa:
CaAl2Si2O8.xH2O + 2NaCl -> Na2Al2Si2O8.xH2O + CaCl2
0,5 đ
Chú ý: Học sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.